시추기의 다중관형 시료채취장치{Triple core barrel for ground investigation}
본 발명은 터널이나 도로, 댐, 고층건물 등과 같은 토목 건축공사시에 기초가 되는 지층구조를 조사하기 위하여 지층의 시료를 채취하는 시추기에 있어서, 봉상체로 채취된 코아를 봉상체를 유지한 상태로 회수되도록 하며, 특히, 연약층이나 파쇄층에서의 작업능율과 코아 회수율을 높여 정확한 지층의 구조를 판독할 수 있도록한 것을 목적으로한 시추기의 다중관형 시료채취장치에 관한 것이다. 본 발명의 다른 목적은 봉상체로 회수한 코아를 원거리 까지 운반을 하여도 흐트러짐 없이 원형을 유지하도록 하고, 보관 및 관리가 편리하도록 한 시추기의 다중관형 시료채취장치를 제공하는데 있다. 일반적으로 알려진 시추장치로는 도1의 예시와 같이 동력을 부여하는 시추기(100)에 굴착 깊이에 따라 계속 연결 사용하게 되는 드릴로드(110)의 상단에 냉각수공급수단(120)을 구비하고, 드릴로드(110) 하단에는 헤드앗셈블리(130)를 개입시켜 연설되는 아우터튜브(140)와, 리밍쉘(150) 및 지층을 직접적으로 굴착하는 비트(160)을 순차적으로 연결하되, 상기 아웃터튜브(140)의 내부에 시료가 채취되는 인너튜브(170)를 내장하며, 상기 인너튜브(170)의 하단에는 코아리프터(171)가내경에 구비되는 코아리프터케이스(172)를 장착한 구성으로써, 시추작업은 가압전동되는 비트(160)의 회전으로 지층의 굴착이 시작되고, 이때 냉각수공급수단(120)으로 급수되는 냉각수는 드릴로드(110)와 아웃터튜브(140)의 내부와, 헤드앗셈블리(130)와 인너튜브(170) 사이의 냉각수공급통로(18 0)로 공급되어 굴착작업중 지층과의 마찰열로 과열되는 비트(160)를 냉각시키면서 굴진작업시 발생하는 석분을 밖으로 유출시켰고, 빗트(160)의 굴진에 따라 채취되는 시료(이하 '코아'라고 함)는 빗트(160) 내경을 통하여 인너튜브(170) 내로 진입되고 진입된 코아는 상승하면서 그 상단이 헤드앗셈블리(130)의 하단을 밀어 올리는 압력으로 패킹(131)을 압축팽창시켜 냉각수 공급이 차단될 때에 1차 시추작업이 종료되도록 되어 있었다. 상기와 같이 작업이 종료된후 코아의 회수방식은 와이어(132)가 길게 연결된 오버슛트(133)를 드릴로드(110) 내공간으로 투입시켜 낙하되는 하중의 충격으로 헤드앗셈블리(130) 상단에 마련된 삽착홈(134)에 결착시켜 가이드파이프(111)와 결착상태를 유지하고 있는 헤드앗셈블리(130)의 결착키(135)를 해제시킨 후 와이어(132)를 당겨 헤드앗셈블리(130)와 그 하단에 연결된 인너튜브(170)를 함께 인양하여 인너튜브(170) 내부에 진입되어 채취된 코아를 꺼내도록 되어 있었다. 이와 같은 종래의 시료채취작업는 다음과 같은 문제점이 있었다. 인너튜브(170) 내에 코아를 채취함에 있어서, 견고한 암석층을 시추하여 코아를 채취하는 데에는 지장이 없으나, 시추층이 풍화대 및 파쇄암석층이거나, 토층을 시추하여 코아를 채취할 때에는 비트(160)에 공급되는 냉각수의 수압이 비트(160)내로 진입되는 코아에 가해져 코아가 훼손 및 유실되어 정확한 코아를 채취할 수 없는 문제점과 코아리프터(171)에 잦은 코아낌현상으로 작업능률이 떨어지는 문제점이 있었다, 또한 채취된 코아를 인너튜브(170)로 부터 꺼내는 작업에 있어서, 인너튜브(170)는 단면이 원형인 관체로서 그 내부에 비교적 꽉찬 상태로 코아가 채취된다, 이때 채취된 코아가 암석층인 경우는 인너투브(170)의 외부를 두드려 주면서 털어내었으므로 코아 꺼내기 작업이 불편하였고, 특히 코아가 풍화된 파쇄암이거나 토층에서 채뒤된 코아는 인너튜브(170)에 꽉차있을 뿐만 아니라 분말상태이므로 이를 인너튜브(170)로 부터 분리시 코아가 흐트러져 정확한 지층구조를 갖인 코아의 회수가 어렵고, 따라서 지층구조를 정확하게 판독할 수 없는 문제점과, 기타 회수된 코아의 운반 및 보관에 어려운 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고, 본 발명의 목적달성을 위하여, 인너튜브 내부에 별도의 분할관을 내장하여 채취되는 코아를 분할관 내부로 진입 채취되도록하여 분할관을 분할시켜 코아를 봉상태로 쉽게 회수하도록한 코아채취수단으로 구성되며, 상기 분할관 내부에 투명의 비닐튜브를 내장하여 연약층이나 파쇄층의 코아를 비닐튜브 내부로 진입 충진되도록하여 비닐튜브에 담겨진 상태로 코아를 회수하기 쉽게하고, 코아는 채취된 상태대로 이동하거나 보관하기 용이하게 구성한 것이다.
도1은 통상의 시추기 굴착 상태를 나타내 보인 예시도이며, 도2는 본 발명 시료채취장치의 분해사시도이고, 도3은 시추기에 있어서, 오버슛트로 헤드앗셈블리의 인양예시 단면도, 도4는 본 발명 시료채취장치의 단면도, 도5은 본 발명 시료채취장치의 다른 실시예를 보인 분해사시도, 도6은 본 발명 시료채취장치의 다른 실시예를 보인 종단면도이다. 상기 도면에 따라 그 구성을 상세히 설명하면, 시추기(100)에 장착되어 회동되는 드릴로드(110) 상단에는 급수수단(120)이 구비하고, 드릴로드(110) 하단에는 헤드앗셈블리(130)를 개입시켜 인너튜브(170)가 내장되는 아웃터튜브(140)와 리밍쉘(150)과 코아리프터(171) 및 코아리프터케이스(172)가 내장된 비트(160)를 순차적으로 연설하여 되는 시료채취장치를 구성함에 있어서, 상기 인너튜브(170)의 내부에 분할관(10)을 내장하되, 상기 분할관(10)은 관체를 길이 방향으로 절단한 모양의 일측 분할쪽(11)과 타측 분할쪽(12)으로 분해결합되게 구성하여 그 하단이 상기한 코아리프터케이스(172)의 상단에 얹혀진 상태로 내장되는 코아채취수단으로 구성한 것이다. 이상과 같은 본 발명의 코아채취수단은 암반 코아채취에 사용됨은 물론 토층의 코아채취에도 사용되는 것으로, 그 사용은 비트(160)의 굴진작업에 따라 코아가 분할관(10) 내부로 진입 충진되어 채취되는 것이다. 채취된 코아를 회수시에는 종래와 같이 오버슛트(133)를 이용하여 인너튜브(170)를 외부로 인양하고, 인양된 인너튜브(170) 내에서 분할관(10)을 꺼낸 후 분할관(10)을 분리시키는 간단한 작업만으로 그 내부에 봉상체로 채취된 코아를 회수하게 되는 것이다. 본 발명의 다른 실시예로는, 아웃터튜브(140)의 하단에 코아리프터케이스 (172) 대신에 슈(20)의 스커트(21)가 비트(160)의 하부로 돌출 되도록 설치하여, 비트(160)의 굴진작업중에 공급되는 냉각수의 수압이 슈(20)의 외경으로 흐르게하여 슈(20)의 내경으로 채취되는 코아에 수압이 영향을 미치지 못 하도록 하여 채취되는 코아의 훼손 및 유실됨을 방지하여 코아회수율을 향상시키고, 분할관(10) 내에는 분할관(10)의 길이 보다는 약간 더 긴 투명한 비닐튜브(30) 상단 내경에 지지구(31)를 끈 또는 고무밴드로 결착하여 상기 지지구(31)의 삽착공(32)을 헤드앗셈블리(130)의 하단부에 형성된 삽착봉(136)에 끼워넣어 헤드앗셈블리(130)하부에 비닐튜브(30)가 매달린 형태로 지지되게 하고, 비닐튜브(30)의 하단은 슈(20) 상단에 얹혀진 분할관(10)의 하단에 눌리는 형태로 하� �� 비닐튜브(30)를 분활관(10)내에 내장시켜 비트(160)의 굴진 작업에 따라 채취되는 코아를 변형없이 비닐튜브(30)에 담겨진 상태로 코아를 채취하는 코아 채취수단을 구성할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 다른 실시예는 오버슛트(133)로 인양한 인너튜브(170)로 부터 꺼내진 분할관(10)을 분리시켜 그 내부의 비닐튜브(20)를 밖으로 꺼내는 작업으로 코아를 채취하는 것이다.
이상과 같은 본 발명 코아채취수단은 인너튜브(170) 내에 별도의 분할관(10)을 내장하여 분할관(10) 내부에 코아를 진입 충진되도록 하였기 때문에 코아를 회수할 때 분할관(10)을 분리 하는 작업만으로 봉체형태를 유지한 상태의 코아를 안전하고 빠르게 회수할 수 있는 장점이 있고, 종래 인너튜브(170)를 두드려 코아를 털어낼 때 인너튜브(17)를 훼손시키거나, 코아가 헝크러지는 결점을 해소하는 효과가 있는 것이다. 또한 본 발명은 분할관(10) 내에 비닐튜브(30)를 장착하고, 비트(160) 하단에 돌출된 슈(20)의 스커트(21)가 냉각수를 차단하고 있기 때문에 굴착시 채취되는 코아가 냉각수의 간섭을 받지 않고 안전하게 비닐튜브(30) 내로 채취할 수 있기때문에 연약지층 및 파쇄층의 코아채취를 효율적이고 능율적으로 채취하는 효과가 있게 되고, 채취된 코아는 비닐튜브(30)에 보호되어 변형없이 안전하게 회수할 수 있는 효과가 있고, 또 회수된 코아의 이동 또는 보관이 용이 하고 지층의 구조를 정확하게 판독할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.
도1은 종래 시추기의 굴착상태 예시도. 도2는 본 발명 시료채취장치의 분해사시도. 도3은 본 발명 시료채취장치의 인양을 위한 헤드앗셈블리의 예시도. 도4는 본 발명 시료채취장치의 단면도. 도5는 본 발명 시료채취장치의 다른 실시예를 보인 분해사시도. 도6은 본 발명 시료채취장치의 다른 실시예를 보인 종단면도. **도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** 10.............분할관. 11........일측분할쪽. 12.............타측분할쪽. 20.........슈. 30.............비닐튜브. 31.........지지구. 32.............삽착공. 110.......드릴로드. 130............헤드앗셈블리. 131........패킹. 140............아웃터튜브. 160........비트. 170............인너튜브. |
